【題目】高錳酸鉀可用于生活消毒,是中學化學常見的氧化劑.工業(yè)上,用軟錳礦制高錳酸鉀的流程如下:
請回答下列問題:
(1)該生產(chǎn)中需要純凈的CO2氣體.寫出實驗室制取CO2的化學方程式
(2)KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑.其消毒原理與下列物質相同的是(填字母).a(chǎn).75%酒精 b.雙氧水 c.苯酚 d. 84消毒液(NaClO溶液)
(3)寫出二氧化錳和氫氧化鉀熔融物中通入空氣時發(fā)生的主要化學反應的方程式:
(4)上述流程中可以循環(huán)使用的物質有、(寫化學式).
(5)測定高錳酸鉀樣品純度采用硫酸錳滴定:向高錳酸鉀溶液中滴加硫酸錳溶液,產(chǎn)生黑色沉淀.當溶液由紫紅色剛好褪色且半分鐘不恢復,表明達到滴定終點.寫出該反應的離子方程式:
(6)已知:常溫下,Ksp[Mn(OH)2]=2.4×1013 . 工業(yè)上,調節(jié)pH可以沉淀廢水中Mn2+ , 當pH=10時,溶液中c(Mn2+)=
(7)操作Ⅰ的名稱是;操作Ⅱ根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質在溶解性上的差異,采用(填操作步驟)、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體.

【答案】
(1)CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2
(2)bd
(3)2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O
(4)KOH;MnO2
(5)2MnO +3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+
(6)2.4×105mol/L
(7)過濾;濃縮結晶
【解析】解:(1)實驗室利用碳酸鈣與鹽酸反應制二氧化碳,反應的方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,所以答案是:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;(2)KMnO4有強氧化性,利用其強氧化性殺菌消毒,消毒原理與84消毒液、雙氧水一樣,故選:bd;(3)由工藝流程轉化關系可知,MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時發(fā)生反應生成K2MnO4 , 根據(jù)元素守恒還應生成水.反應中錳元素由+4價升高為+6價,總升高2價,氧元素由0價降低為﹣2價,總共降低4價,化合價升降最小公倍數(shù)為4,所以MnO2系數(shù)2,O2系數(shù)為1,根據(jù)錳元素守恒確定K2MnO4系數(shù)為2,根據(jù)鉀元素守恒確定KOH系數(shù)為4,根據(jù)氫元素守恒確定H2O系數(shù)為2,所以反應化學方程式為2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O,所以答案是:2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O;(3)由工藝流程轉化關系可知,向K2MnO4溶液中通入CO2制備KMnO4、還生成K2CO3、MnO2 , 反應只有Mn元素的化合價發(fā)生變化,由+6價降低為+4價,由+6價升高為+7價,所以K2MnO4既是氧化劑又是還原劑,所以答案是;K2MnO4;(4)制備中利用的原料,在轉化過程中又生成的可以循環(huán)利用.由轉化關系圖知,除石灰、二氧化碳外,K2MnO4溶液中通入CO2以制備KMnO4生成的MnO2及最后由母液加入石灰生成的KOH,會在MnO2、KOH的熔融制備K2MnO4中被循環(huán)利用, 所以答案是:KOH;MnO2;(5)向高錳酸鉀溶液中滴加硫酸錳溶液,產(chǎn)生黑色沉淀二氧化錳,反應的離子方程式為2MnO4+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+ , 所以答案是:2MnO4+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+;(6)當pH=10時,c2(OH),c(OH)=1×104 mol/L,根據(jù)Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)c2(OH),可知c(Mn2)= = =2.4×105mol/L,所以答案是:2.4×105mol/L;(7)將KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后過濾得到KMnO4、K2CO3混合溶液,所以操作Ⅰ為過濾,再根據(jù)KMnO4、K2CO3溶解度差異采用濃縮結晶、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體,所以答案是:過濾; 濃縮結晶.

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D.(4a+5d﹣4c﹣12b)kJmol1

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